TWI825651B - 利用電漿的基板處理裝置及方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種能使電漿之均勻性達到極大化的基板處理裝置及方法。該基板處理裝置，包括：一用以處理基板之處理空間；以及一電漿生成模組，其係生成用於處理該基板之電漿；其中，該電漿生成模組係包括：複數個第一電極，其係分別朝第一方向呈並列配置；複數個第二電極，其係分別朝與第一方向不同的第二方向呈並列配置；以及一陣列，其包括複數個微電漿細胞，各該微電漿細胞分別連接該些第一電極及該些第二電極，藉此對該些微電漿細胞提供製程氣體，以及對該處理空間提供反應氣體，並且在該些微電漿細胞中，對第一微電漿細胞提供第一大小之第一能量，而對第二微電漿細胞則提供與該第一大小不同的第二大小之第二能量，以使該第一微電漿細胞所生成電漿之自由基量與該第二微電漿細胞所生成電漿之自由基量有所不同。
Description
本發明係關於一種利用電漿的基板處理裝置及方法。
製造半導體裝置或顯示裝置時，有可能使用利用電漿的各式各樣製程(例如：蝕刻、離子注入、清潔製程等)。利用電漿的基板處理裝置，根據電漿之生成方式，可區分為電容耦合式電漿(Capacitively Coupled Plasma；簡稱CCP)與感應耦合式電漿(Inductively Coupled Plasma；簡稱ICP)。前述電容耦合式電漿係配置於腔體內，使二電極彼此對望且對二電極其中之一或兩者施加射頻(RF)訊號，藉以在腔體內形成電場，從而生成電漿；反之，所述感應耦合式電漿係於腔體內設置一個或一個以上之線圈且對線圈施加RF訊號，藉以在腔體內誘發電場，從而生成電漿。
另一實施態樣，習知利用電漿的基板處理裝置，例如：自由基乾式清潔(Radical Dry Clean,RDC)，係對製程參數(例如：氣體流量、比例、壓力、RF功率之頻率及大小等)進行調節，藉以提升電漿之均勻性(uniformity)。儘管如此，所生成的電漿仍有可能呈非對稱(asymmetric)形狀，因此會在夾頭內加裝多區域(multi-zone)溫控裝置，抑或確保用以擴散自由基或反應氣體的緩衝空間，以致利用電漿的基板處理裝置結構變得複雜且體積增加。
本發明之主要目的乃在於提供一種能使電漿之均勻性達到極大化的基板處理裝置。
本發明之另一目的乃在於提供一種能使電漿之均勻性達到極大化的基板處理方法。
本發明之效果並不限於上述目的，凡本發明所屬技術領域中具有通常知識者應能藉由以下內容明確理解本發明所未描述之其他效果。
為達成上述目的，本發明提供一種基板處理裝置，其一實施態樣(aspect)係包括：一供置放基板之處理空間；以及一電漿生成模組，其係生成用於處理該基板之電漿；其中電漿生成模組係包括：複數個第一電極，係分別朝第一方向呈並列配置之第一電極；複數個第二電極，係分別朝相與該第一方向不同的第二方向呈並列配置；以及一陣列，其包括複數個微電漿細胞，各該微電漿細胞分別連接對應之第一電極及第二電極，並依據施加於該對應第一電極之第一電壓及施加於該對應第二電極之第二電壓生成電漿。
為達成上述目的，本發明提供一種基板處理裝置，其另一實施態樣係包括：一電漿生成空間；一第一板塊，其係配置於該電漿生成空間之上側且形成有一引入口，該引入口係用以引導製程氣體進入該電漿生成空間；一第二板塊，其係配置於該電漿生成空間之下側且形成有一排放口，該排放口係用以過濾該電漿生成空間所生成電漿之部分成
分；一第一電極，其係設置於該第一板塊上且朝第一方向延伸；一第二電極，其係設置於該第二板塊上且朝與該第一方向不同的第二方向延伸；以及一旁路管線，其係貫穿該電漿生成空間而連接該第一板塊與該第二板塊，並傳送未被激發的反應氣體。
為達成上述另一目的，本發明提供一種基板處理方法，其一實施態樣係提供一基板處裝置，其包括：一用以處理該基板之處理空間；以及一電漿生成模組，其係生成用於處理該基板之電漿；其中該電漿生成模組係包括：複數個第一電極，其係分別朝第一方向呈並列配置；複數個第二電極，其係分別朝與該第一方向不同的第二方向呈並列配置；以及陣一列，其包括複數個微電漿細胞，各該微電漿細胞分別連接該些第一電極及該些第二電極；藉此對該些微電漿細胞提供製程氣體，以及對該處理空間提供反應氣體，並且在該些微電漿細胞中，對第一微電漿細胞提供第一大小之第一能量，而對第二微電漿細胞則提供與第一大小不同的第二大小之第二能量，以使該第一微電漿細胞所生成電漿之自由基量與該第二微電漿細胞所生成電漿之自由基量有所不同。
其他實施例之具體事項，均包含於本發明所附之說明書與圖式。
1-5:基板處理裝置
12:第一板塊
12a:上部板塊
13:第二板塊
13a:下部板塊
16:電漿生成空間
31-34:引入口
41-45:旁路管線
46、46a:供氣孔
51:排放口
100:製程腔體
101:處理空間
102:排氣口
130:開口
131:排氣管線
200:支撐模組
300:電漿生成模組
310:第一電源
312:第一開關盒
320:第二電源
322:第二開關盒
500:供氣模組
510:第一供氣模組
515:第一閥
520:第二供氣模組
525:第二閥
第1圖係用以說明本發明第一實施例之基板處理裝置之示意圖。
第2圖係用以說明第1圖之電漿生成模組之平面圖。
第3圖係放大顯示第2圖之領域A之平面圖。
第4圖係用以說明第3圖之微電漿細胞(MPC1)之示意圖。
第5圖係用以說明本發明第二實施例之基板處理裝置之平面圖。
第6圖係用以說明本發明第三實施例之基板處理裝置之平面圖。
第7圖係用以說明本發明第四實施例之基板處理裝置之平面圖。
第8圖係用以說明本發明第五實施例之基板處理裝置之平面圖。
第9圖係說明本發明第一實施例之基板處理方法。
第10圖係說明本發明第二實施例之基板處理方法。
第11圖係說明本發明第三實施例之基板處理方法。
第12圖係說明本發明第四實施例之基板處理方法。
第13圖係說明本發明第五實施例之基板處理方法。
第14圖係說明本發明第六實施例之基板處理方法。
以下，參考所附圖示說明本發明之較佳實施例。為使本發明之優點、特徵及其達成方法更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖示，作詳細說明。然而，本發明並非侷限於以下所揭示之實施例，而是能以各種不同形式具體實現，且本實施例之提供目的，僅在於使本發明之揭示內容完整，並向本發明所屬領域中具有通常知識者具體說明發明之範疇，且以請求項之範疇來界定本發明。發明內容所涵蓋之相同元件符號，指相同構件。
就空間而言，相對性用語「下方(below)」、「下方(beneath)、「底部(lower)」、「上方(above)」、「頂部(upper)」等，如圖所示，可使用於用以對某一元件或構件與其他元素或構件間相互關係作簡單描述。就空間而言，附加在圖式所示方向使用時或作動時，相對性用語應被理解為包含元件其他方向之用語。舉例而言，如果使圖式所示元件上下顛倒時，描述為在其他元件之「下方(below)」或「下方(beneath)」者，可被放置於在其他元件之「上方(above)」。因此，例示性用語「下方」，可同時包含下方與上方之意。元件還可配向於其他方向，鑑於此，就空間而言，相對性用語可根據配向來對其作出解釋。
包含例如第一、第二等序數之用語，可用於說明多元元件、構成要素及/或單元，但上述元件、構成要素及/或單元並非受限於上述用語。上述用語僅作為將一個元件、構成要素或單元與其他元件、構成要素或單元加以區分之目的使用。因此，以下所述之第一元間、第一構成要素或第一單元於本發明之技術思想內，亦可為第二元件、第二構成要素或第二單元。
第1圖係用以說明本發明第一實施例之基板處理裝置之示意圖；第2圖係用以說明第1圖之電漿生成模組之平面圖；第3圖係放大顯示第2圖之領域A之平面圖；第4圖用以說明係第3圖之微電漿細胞(MPC1)之示意圖。
首先，請參閱第1圖，本發明第一實施例之基板處理裝置(1)，包括：一製程腔體(100)、一支撐模組(200)、一電漿生成模組(300)及一供氣模組(500)等。
該製程腔體(100)，其內部設有一用以處理基板(W)之處理空間(101)。又，該製程腔體(100)可為圓筒狀，並該製程腔體(100)係由金屬材質所製成。舉例而言，該製程腔體(100)可為鋁材。該製程腔體(100)之一側壁設有一開口(130)，該開口(130)為一出入口，可供基板(W)出入且可被腔門來開啟或關閉。該製程腔體(100)之底面設有一排氣口(102)，該排氣口(102)為一排放口，用以將該處理空間(101)內所產生之副產物排放至該製程腔體(100)之外部。又，該排氣口(102)係與排氣管線(131)連接，藉由泵浦完成排氣動作。
該支撐模組(200)設置於該處理空間(101)內部且支撐該基板(W)。又，該支撐模組(200)可為使用靜電力支撐該基板(W)的靜電吸盤，但不限於此。所述靜電吸盤可包括：一介電板，其上面供置放該基板(W)；一電極，設置於所述介電板且提供靜電力，以使該基板(W)被吸附於所述介電板；以及一加熱器，設置於所述介電板內且對該基板(W)進行加熱，以控制該基板(W)之溫度。
該供氣模組(500)係對該電漿生成模組(300)及/或該處理空間(101)提供用以處理該基板(W)之氣體。
具體而言，由第一供氣模組(510)提供製程氣體(process gas)至複數個微電漿細胞(MPC)。所述製程氣體可包括一非活性氣體，例如氬(Ar)、氦(He)，與一由至少包括碳(C)、氮(N)、氟(F)其中之一者的化合物所組成之氣體(例如：CXFY,NXFY等)。
由第二供氣模組(520)提供反應氣體(reaction gas)至該處理空間(101)。所述反應氣體迴避該微電漿細胞(MPC)，以未被激發為電漿的狀態，直接流入該處理空間(101)。該等反應氣體可包括例如由至少包含氫(H)、氮(N)其中之一者的化合物所組成之氣體(例如：氫氣(H2,)氨氣(NH3)等)。
該電漿生成模組(300)係使用製程氣體來生成電漿，以提供該處理空間(101)用以處理該基板(W)所需之至少部分成分(例如：自由基)。
第一閥(515)用以確認是否將製程氣體提供給微電漿細胞(MPC)。第二閥(525)用以確認是否向處理空間(101)提供反應氣體。
在此，參閱第1圖及第2圖，針對電漿生成模組作具體說明。為方便說明，第2圖並未繪示微電漿細胞(MPC)，而是以複數個第一電極(TE)與複數個第二電極(BE)之配置為主加以繪示。
該電漿生成模組(300)包括一陣列，其包括複數個第一電極(TE)、複數個第二電極(BE)及複數個微電漿細胞(MPC)。
該些第一電極(TE)係朝該第一方向(X)呈並列配置，其中各該第一電極(TE)延伸配置於第二方向(Y)。又，該些第一電極(TE)係透過第一電源(310)與第一開關盒(312)連接。
該些第二電極(BE)係朝第二方向(Y)呈並列配置，其中各該第二電極(BE)延伸配置於第一方向(X)。又，該些第二電極(BE)係透過第二電源(320)與第二開關盒(322)連接。
如第2圖範例所示，該第一開關盒(312)包括複數個第一開關(SW11~SW19)，其中各該第一開關(SW11~SW19)分別連接對應之第一電極(TE)。該第二開關盒(322)包括複數個第二開關(SW21~SW29)，其中各該第二開關(SW21~SW29)分別連接對應之該第二電極(BE)。
該些微電漿細胞(MPC)係朝第一方向(X)及第二方向(Y)呈陣列配置，其中各該微電漿細胞(MPC)分別連接對應之該第一電極(TE)及該第二電極(BE)。雖未繪示於第2圖中，但各該微電漿細胞(MPC)係位於對應之該第一電極(TE)與該第二電極(BE)之交錯領域。舉例而言，各該微電漿細胞(MPC)之一側(例如：上側)可供連接對應之該第一電極(TE)，另一側(例如：下側)則可供連接對應之該第二電極(BE)。
該第一開關盒(312)係接收一第一選擇訊號(CS1)，而該第二開關盒(322)則係接收一第二選擇訊號(CS2)。舉例而言，假設當第一選擇訊號(CS1)為選擇第一開關(SW14)之訊號(即開啟第一開關(SW14)之訊號)，而第二選擇訊號(CS2)則為選擇第二開關(SW23)
之訊號(即開啟第二開關(SW23)之訊號)時，被選定者為連接該第一開關(SW14)之第一電極(TE)，以及連接該第二開關(SW23)之第二電極(BE)交錯之微電漿細胞(MPC)。由於該第一開關(SW14)已被開啟，該第一電源(310)隨即會提供第一電壓至被選定之該微電漿細胞(MPC)；又由於該第二開關(SW23)已被開啟，該第二電源(320)隨即會提供第二電壓至被選定之該微電漿細胞(MPC)，使被選定之該微電漿細胞(MPC)使用所述製程氣體生成電漿。
另一實施態樣，雖在第2圖中將該微電漿細胞(MPC)繪示為呈圓形排列者，但不限於此。即，該微電漿細胞(MPC)亦可排列為方形(rectangular)。
在此，參閱第3圖及第4圖，針對該微電漿細胞(MPC)之具體形狀作說明。
如第3圖所示，複數個第一電極(TE1,TE2)係朝第一方向(X)呈並列配置，而複數個第二電極(BE1,BE2)則係朝第二方向(Y)呈並列配置。
其中，該第一電極(TE1)與該第二電極(BE1)之交錯領域配置有一第一微電漿細胞(MPC1)；該第一電極(TE1)與該第二電極(BE2)之交錯領域配置有一第二微電漿細胞(MPC2)；該第一電極(TE2)與該第二電極(BE1)之交錯領域配置有一第三微電漿細胞(MPC3)；該第一電極(TE2)與該第二電極(BE2)之交錯區域配置有一第四微電漿細胞(MPC4)。
如第4圖所示，該第一微電漿細胞(MPC1)，包括：一電漿生成空間(16)、一第一板塊(12)及一第二板塊(13)等。
該第一板塊(12)配置於該電漿生成空間(16)之一側，其中該第一板塊(12)可為一具有非導體特性之介電質(例如：Y2O3,Al2O3)。
又，該第一板塊(12)設有一對應該第一微電漿細胞(MPC1)之第一電極(TE1)且可形成一引入口(31)，所述引入口(31)用以導引製程氣體進入該電漿生成空間(16)內。
該第一電極(TE1)可配置於該第一板塊(12)之內側，亦可配置於該第一板塊(12)之一面(例如：上面)。如圖所示，該第一電極(TE1)可配置成使其貫穿該電漿生成空間(16)之中心，但不限於此。即，亦可配置成使其偏向於該電漿生成空間(16)之一側。
如第4圖所示，該第一電極(TE1)可包括二輔助電極(TEx,TEy)，該二輔助電極(TEx,TEy)可分別朝第一方向(X)呈並列配置。但該第一電極(TE1)之形狀及/或結構，可能會隨電壓施加方式而有所不同。
該第二板塊(13)配置於該電漿生成空間(16)之另一側，其中該第二板塊(13)可為一具有非導體特性之介電質(例如：Y2O3,Al2O3)。
又，該第二板塊(13)設有一對應第一微電漿細胞(MPC1)之第二電極(BE1)且形成有一排放口(51)，該排放口(51)用以對電漿生成空間(16)所生成電漿之部分成分進行過濾，且該排放口(51)可阻擋所生成電漿之離子成分，並使電漿之自由基通過。考量預計生成的電漿之鞘層(sheath)，以決定該排放口(51)之大小，從而能阻擋電漿之
離子成分。舉例而言，當該排放口(51)為圓形，使該排放口(51)之半徑小於鞘層之厚度，便能阻擋電漿之離子成分通過該排放口(51)。
該第二電極(BE1)可設置於第二板塊(13)之內側，且亦可設置於該第二板塊(13)之另一面(例如：下面)。如圖所示，該第二電極(BE1)可配置成使其貫穿電漿生成空間(16)之中心，但不限於此。即，亦可配置成使其偏向於該電漿生成空間(16)之一側。
又，可進一步於該第一微電漿細胞(MPC1)設置一旁路管線(41)，該旁路管線(41)係貫穿該電漿生成空間(16)而連接該第一板塊(12)與該第二板塊(13)。所述反應氣體可透過該旁路管線(41)避開該第一微電漿細胞(MPC1)，而流入處理空間(請參見第1圖之101)。設置該旁路管線(41)時，使其貫穿該第一為電漿細胞(MPC1)，無關乎該第一微電漿細胞(MPC1)，便能有效減少空間以勝過另行設置旁路管線。
請參閱第3圖，該引入口(31,32)係以第一電極(TE1)為中心，配置於該第一電極(TE1)之兩側，而引入口(33,34)則係以第一電極(TE2)為中心，配置於該第一電極(TE2)之兩側；類似之，該旁路管線(41,42)係以該第一電極(TE1)為中心，配置於該第一電極(TE1)之兩側，而該旁路管線(43,44)則係以該第一電極(TE2)為中心，配置於該第一電極(TE2)之兩側。
又，該引入口(31,33)係以第二電極(BE1)為中心，配置於該第二電極(BE1)之兩側，而該引入口(32,34)係以第二電極(BE2)為中心，配置於該第二電極(BE2)之兩側；類似之，該旁路管線(41,43)
係以該第二電極(BE1)為中心，配置於該第二電極(BE1)之兩側，而該旁路管線(42,44)則係以該第二電極(BE2)為中心，配置於該第二電極(BE2)之兩側。
因此，在各該微電漿細胞(例如：MPC1)中，兩個該引入口(31)及兩個該旁路管線(41)可位於對角線方向；藉由上述配置，本發明能夠在電漿生成空間(16)內均勻生成電漿，並使電漿之自由基成分均勻散布於處理空間(請參見第1圖之101)，以進行穩定的基板處理動作。
再次參閱第4圖，針對微電漿細胞(MPC1)之動作過程作進一步說明。當對第一電極(TE)中輔助電極(TEy)施加既定電壓，以及對第二電極(BE)施加既定電壓時，第一板塊(12)及第二板塊(13)周圍便會形成電荷。接著，當輪流對輔助電極(TEx)與輔助電極(TEy)施加既定電壓時，電漿生成空間(16)會產生放電而激發製程氣體，進而生成電漿。
在所生成之電漿中，離子成分會在排放口(51)遭到過濾，以致不能通過該排放口(51)，而自由基成分(例如：F自由基)則能順利通過該排放口(51)而流入處理空間(第1圖之101)。另一實施態樣，反應氣體會貫穿微電漿細胞(MPC1)而流入處理空間(101)；接著，自由基成分與反應氣體會在該處理空間(101)內產生化學反應，藉以製得蝕刻劑(例如：NH4F*、HF*、NH4F*)，並藉由蝕刻劑來進行基板處理。
總而言之，本發明第一實施例之基板處理裝置(1)，係使用呈陣列型態排列之複數個微電漿細胞(MPC)。因此，只要能夠控制按照各該微電漿細胞(MPC)所提供之電壓及/或製程氣體，不僅能控制各該
微電漿細胞(MPC)所生成電漿之大小、密度等，還能控制傳送至處理空間(101)的電漿之自由基量與密度等。此外，由於所供應之反應氣體會貫穿微電漿細胞(MPC)，因此亦能控制藉由自由基與反應氣體之化學反應所生成蝕刻劑之量，使其達到均勻狀態。又，由於基板處理裝置(1)具有貫穿微電漿細胞(MPC)之旁路管線(41)，因而能有效減少基板處理裝置(1)之整體體積。
第5圖係用以說明本發明第二實施例之基板處理裝置之平面圖。為方便說明，以下主要說明與第1圖至第4圖不同之處。
請參閱第5圖，在本發明第二實施例之基板處理裝置(2)中，該導入口(31,32)係以第一電極(TE1)為中心，配置於該第一電極(TE1)之兩側，而該導入口(33,34)則係以第一電極(TE2)為中心，配置於該第一電極(TE2)之兩側；類似之，該旁路管線(41,42)係以該第一電極(TE1)為中心，配置於該第一電極(TE1)之兩側，而該旁路管線(43,44)則係以第一電極(TE2)為中心，配置於該第一電極(TE2)之兩側。
又，該該引入口(31,33)係以第二電極(BE1)為中心，配置於該第二電極(BE1)之兩側，而該引入口(32,34)係以第二電極(BE2)為中心，配置於該第二電極(BE2)之兩側；相似地，該旁路管線(41,43)係以該第二電極(BE1)為中心，配置於該第二電極(BE1)之兩側，而該旁路管線(42,44)則係以該第二電極(BE2)為中心，配置於該第二電極(BE2)之兩側。
即，在各微電漿細胞(例如：MPC1)中，該第一電極(TE1)與該第二電極(BE1)係偏向配置於電漿生成空間之一側，而所述電漿生成空間之其餘空間則可配置該引入口(31)及該旁路管線(41)。當微電漿細胞(MPC1)之大小變小時，如第3圖所示，有可能會導致難以在微電漿細胞(MPC1)內安裝兩個該引入口(31)及兩個該旁路管線(41)。此一情形，將該引入口(31)配置於該微電漿細胞(MPC1)之中心，並可將該旁路管線(41)配置於該引入口(31)之周圍，如此一來便能在電漿生成空間(16)內均勻生成電漿，使電漿之自由基成份均勻散佈於處理空間(第1圖之101)上，以進行穩定的基板處理動作。
第6圖係用以說明本發明第三實施例之基板處理裝置(3)之平面圖。為方便說明，以下主要說明與第1圖至第5圖不同之處。
請參閱第6圖，在本發明第三實施例之基板處理裝置(3)中，各該微電漿細胞(MPC1~MPC4)內部配置有引入口(31~34)，但並未配置旁路管線(45)。
該旁路管線(45)可設置用以使該微電漿細胞(MPC1~MPC4)彼此分離之領域。舉例而言，相鄰的該微電漿細胞(MPC1~MPC4)之間，可形成複數個側壁；此時，該旁路管線(45)可穿設於所述側壁內；其中，所述側壁可意味著圍繞電漿生成空間(16)之牆壁，以便於微電漿細胞(例如：MPC1)內部界定電漿生成空間(例如：請參見第4圖之16)。
尤其，如圖所示，於相鄰的該微電漿細胞(MPC1~MPC4)之邊緣空間，安裝該旁路管線(45)，從而能將用以安裝該旁路管線(45)之空間最小化。
第7圖係用以說明本發明第四實施例之基板處理裝置之平面圖。為方便說明，以下主要說明與第1圖至第6圖不同之處。
請參閱第7圖，在本發明第四實施例之基板處理裝置(4)中，該第一電極(TE1,TE2,TE3)係朝第一方向(X)呈並列配置，而該第二電極(BE1,BE2,BE3)則係朝第二方向(Y)呈並列配置；反之，該微電漿細胞(MPC1~MPC4)係可朝非該第一方向(X)及該第二方向(Y)之另一方向構成陣列。舉例而言，在第7圖中，該微電漿細胞(MPC1~MPC4)係朝方向(X’)構成陣列。舉例而言，該方向(X’)可對該第一方向(X)呈45度傾斜且對方向(Y’)可對該第二方向(Y)呈45度傾斜。
其中，該引入口(31)及該旁路管線(41)係以該第一電極(TE1)為中心，配置於該第一電極(TE1)之兩側；該引入口(32,33)及該旁路管線(42,43)係該以第一電極(TE2)為中心，配置於該第一電極(TE2)之兩側；該引入口(34)及該旁路管線(44)係以該第一電極(TE3)為中心，配置於該第一電極(TE3)支兩側。
又，該引入口(33)及該旁路管線(43)係以該第二電極(BE1)為中心，配置於該第二電極(BE1)之兩側；該引入口(31,34)及該旁路管線(41,44)係以該第二電極(BE2)為中心，配置於該第二電極(BE2)之兩側；該引入口(32)及該旁路管線(42)係以該第二電極(BE3)為中心，配置於該第二電極(BE3)之兩側。
第8圖係用以說明本發明第五實施例之基板處理裝置之平面圖。為方便說明，以下主要說明與第1圖至第7圖不同之處，並且在第8圖中，未繪示第一電極及第二電極。
請參閱第8圖，在本發明第一至第四實施例之基板處理裝置(1~4)中，所述反應氣體係透過貫穿微電漿細胞(MPC1~MPC4)之旁路管線(41~44)流入腔體內。
反之，在本發明第五實施例之基板處理裝置(5)中，一微電漿細胞(MPC5~MPC6)不具有旁路管線且於該微電漿細胞(MPC5~MPC6)之第一板塊(即上部板塊)(12a)設有用以提供製程氣體之引入口(35,36)且於第二板塊(即下部板塊)(13a)設有一排放口(55,56)，用以阻隔所生成電漿之部分成分(例如：離子成分)，並使自由基貫穿。
第二板塊(13a)上可設置一反應氣體管線及一供氣孔(46a,46)，其中所述反應氣體係沿著反應器體管線移動，並且可透過該供氣孔(46a,46)流入處理空間(101)。
以下利用第9圖至第14圖，說明本發明若干實施例之基板處理方法。
第9圖係說明本發明第一實施例之基板處理方法。
請參閱第3圖、第4圖及第9圖，在時間(t0)中，製程氣體係透過引入口(31~34)，開始流入微電漿細胞(MPC1~MPC4)之電漿生成空間(16)，而反應氣體則係透過旁路管線(41~44)，開始流入處理空間(101)，進而促使電漿生成空間(16)及處理空間(101)之壓力開始上升。所述製程氣體為含氟(F)氣體(例如：三氟化氮(NF3))，而反應氣體則可為含氮(N)氣體及含氫(H)氣體(例如：氨氣(NH3))。
在時間(t1)中，該電漿生成空間(16)及該處理空間(101)之壓力會達到既定值。此時，對第一電極(TE1,TE2)及第二電極(BE1,
BE2)施加既定電壓。舉例而言，可對該第一電極(TE1,TE2)施加適當的高周波電壓，並且可輪流對第一電極(TE1,TE2)之輔助電極(TEx)與輔助電極(TEy)施加既定電壓，而對第二電極(BE1,BE2)則可施加接地電壓，如此一來，電漿便會生成，直至時間(t1)至時間(t2)為止，並且會在處理空間(101)內對基板進行處理。
在時間(t2)中，會停止對該第一電極(TE1,TE2)及該第二電極(BE1,BE2)施加電壓，並且開始排放該電漿生成空間(16)及該處理空間(101)內之氣體。
在第9圖中，該電漿生成空間(16)及該處理空間(101)之壓力，係在同一時間點(即時間(t1))達到既定值，但不限於此。即，該電漿生成空間(16)及該處理空間(101)之壓力，亦可在不同時間點達到既定值。此一情形，待該電漿生成空間(16)及該處理空間(101)之壓力皆達到既定值後，再對該第一電極(TE1,TE2)及該第二電極(BE1,BE2)施加既定電壓。
第10圖係說明本發明第二實施例之基板處理方法。為方便說明，以下主要與第9圖不同之處。
在第9圖中，本發明係在同一時間點(即時間(t1))開始對所有微電漿細胞(MPC1~PMC4)施加電壓，並且在同一時間點(即時間(t2))停止施加電壓。
反之，如第10圖所示，本發明可以調節對各該微電漿細胞(MPC1~PMC4)施加電壓之區間，使其有所不同。舉例而言，於第一時間(即時間(t1)至時間(t21))對該微電漿細胞(MPC1)施加電壓以
生成電漿；反之，可於與第一時間不同的第二時間(即時間(t1)至時間(t22))對該微電漿細胞(MPC4)施加電壓以生成電漿。
在第10圖中，對該微電漿細胞(MPC1,PMC4)施加電壓之起始點(即時間(t1))係相同者，但不限於此。
根據本發明第二實施例之基板處理方法，可以調節各該微電漿細胞(MPC1~PMC4)生成電漿之時間。舉例而言，當部分基板(W)之電漿清洗結果不如其他部分時，對應該部分之該微電漿細胞(MPC4)生成電漿的時間相對較長，而對應其他部分之該微電漿細胞(MPC1)生成電漿的時間則相對較短，如此一來便能對該基板(W)達到均一的基板處理結果。
第11圖係說明本發明第三實施例之基板處理方法。為方便說明，以下主要說明與第9圖和第10圖不同之處。
在第11圖中，可以調節對各該微電漿細胞(MPC1~PMC4)施加電壓之區間。舉例而言，對該微電漿細胞(MPC1)施加第一大小(h1)之電壓(或第一大小(h1)之能量)，而對該微電漿細胞(MPC4)則施加與該第一大小(h1)不同的第二大小(h2)之電壓(或第二大小(h2)之能量)，如此一來便能使該微電漿細胞(MPC1)與該該微電漿細胞(MPC4)所生成電漿之量有所不同，進而能調節該微電漿細胞(MPC1)所生成電漿之自由基量與該微電漿細胞(MPC4)所生成電漿之自由基量有所不同。
舉例而言，當部分基板(W)之電漿清洗結果不如其他部分時，對於對應該部分之該微電漿細胞(MPC1)，施加相對較大的電壓以
生成電漿，而對於對應其他部分之該微電漿細胞(MPC4)，則施加將對較小的電壓以生成電漿，如此一來便能對該基板(W)達到均一的基板處理結果。
雖未另予繪示，但還可以組合利用第10圖與第11圖說明之方式。即，亦可調節為於該微電漿細胞(MPC4)內生成電漿而提供的能量之大小與提供時間，使其與為於該微電漿細胞(MPC1)內生成電漿而提供的能量之大小與提供時間有所不同。
第12圖係說明本發明第四實施例之基板處理方法；第13圖係說明本發明第五實施例之基板處理方法。
請參閱第12圖及第13圖，為對整個基板(W)達到均一的基板處理結果，可以依據區間(P1,P2)使生成電漿之微電漿細胞(MPC1~PMC4)有所不同。
在圖中，標示為「ON」者，意味著對微電漿細胞(例如：MPC1)施加適當的電壓，而使電漿生成；標示為「OFF」者，則意味著對應之微電漿細胞(例如：MPC1)不會生成電漿。
如第12圖所示，於第一區間(P1)，第一及第四微電漿細胞(MPC1,MPC4)會生成電漿；第二及第三微電漿細胞(MPC2,MPC3)則不會生成電漿。
而於第二區間(P2)，該第一及第該四微電漿細胞(MPC1,MPC4)不會生成電漿；該第二及該第三微電漿細胞(MPC2,MPC3)則會生成電漿。
該第一區間(P1)與該第二區間(P2)可以交替反覆進行。
如第13圖所示，於第一區間(P1)，第一及第三微電漿細胞(MPC1,MPC3)會生成電漿；第二及第四微電漿細胞(MPC2,MPC4)則不會生成電漿。
而於第二區間(P2)，該第一及第二微電漿細胞(MPC1,MPC2)生成電漿；該第三及該第四微電漿細胞(MPC3,MPC4)則不會生成電漿。
該第一區間(P1)與該第二區間(P2)可以交替反覆進行。
其中，在區間(P1,P2)，該第一微電漿細胞(MPC1)會生成電漿；反之，該第二及第三微電漿細胞(MPC2,MPC3)則於該區間(P1,P2)選擇性地生成電漿。
舉例而言，當部分基板(W)之電漿清洗結果不如其他部分時，在區間(P1,P2)，對應該部分之該微電漿細胞(MPC1)會生成電漿，而對應其他部分之該微電漿細胞(MPC2,MPC3)則於該區間(P1,P2)選擇性地生成電漿，如此一來便能對該基板(W)達到均一的基板處理結果。
另，還可以組合利用第9圖至第13圖說明之方法。舉例而言，亦可組合第11圖之方法與第12圖之方法。即，於第一區間(P1)，第一及第四微電漿細胞(MPC1,MPC4)會生成電漿，惟不同之處在於提供該第一微電漿細胞(MPC1)之電壓，與提供該第四微電漿細胞(MPC4)之電壓有所不同，並且該第二及第三微電漿細胞(MPC3,MPC3)不會生成電漿。
而於第二區間(P2)，該第一及第四微電漿細胞(MPC1,MPC4)不會生成電漿，而該第二及第三微電漿細胞(MPC2,MPC3)則會生成電
漿；其中，提供該第二微電漿細胞(MPC2)之電壓(能量)，與施提供該第三微電漿細胞(MPC3)之電壓(能量)有所不同。
第14圖係說明本發明第六實施例之基板處理方法。
請參閱第14圖，以第一設定數據為基礎，處理第一基板(S510)。
具體而言，「設定數據」係用以應用複數個微電漿細胞(MPC1~MPC4)之數據，代表各該微電漿細胞(MPC1~MPC4)之電壓大小、電壓施加時間、氣體流量、比例等。
舉例而言，第一設定數據可為在同一時間對所有微電漿細胞(MPC1~MPC4)供應相同大小之電壓，而生成電漿者。
接著，分析第一基板之處理結果(例如：清洗結果)(S520)。
分析結果，可以研判為部分基板之基板處理(例如：電漿清洗)結果不如其他部分。
接著，將第一設定變更為第二設定數據以處理第二基板(S530)。
具體而言，可以反映上述分析結果，據以變更複數個微電漿細胞(MPC1~MPC4)之驅動方法，以期對整個基板(W)達到均一的基板處理結果。如上所述，可以透過調節電壓之施加時間(請參見第10圖)、調節電壓之大小(請參見第11圖)或區分生成電漿之區間後再行運轉(請參見第12圖及第13圖)等方式，生成所述第二設定數據，並且利用經變更之所述第二設定數據來處理第二基板。
S520及S530步驟可反覆進行。即，利用所述第二設定數據來處理所述第二基板後，倘若對基板處理結果仍感到不滿意時，可以將所述第二數據變更為第三設定數據。
以上配合所附圖式就本發明之各較佳實施例作出說明，但本發明所屬技術領域中具有通常知識者應能理解其可輕易完成之改變或均等性之安排都會落於本發明之範圍內。因此，上述內容並非用以限制本發明之保護範疇，且本發明之範圍應以申請專利範圍為準。
1:基板處理裝置
100:製程腔體
101:處理空間
102:排氣口
130:開口
131:排氣管線
200:支撐模組
300:電漿生成模組
310:第一電源
312:第一開關盒
320:第二電源
322:第二開關盒
500:供氣模組
510:第一供氣模組
515:第一閥
520:第二供氣模組
525:第二閥
Claims (14)
- 一種基板處理裝置，包括：一處理空間，供置放一基板；以及一電漿生成模組，係生成用於處理該基板之一電漿；其中，該電漿生成模組係包括：複數個第一電極，係分別朝一第一方向呈並列配置；複數個第二電極，係分別朝與該第一方向不同的一第二方向呈並列配置；以及一陣列，包括複數個微電漿細胞，各該微電漿細胞分別連接對應之該第一電極及該第二電極，並依施加於對應之該第一電極的一第一電壓及施加於對應之該第二電極的一第二電壓生成該電漿，其中，該微電漿細胞另包括：一電漿生成空間；一第一板塊，係配置於該電漿生成空間之一側，供設置對應之該第一電極且形成有一引入口，該引入口係用以引導製程氣體進入該電漿生成空間；以及一第二板塊，係配置於該電漿生成空間之另一側，供設置對應之該第二電極且形成有一排放口，該排放口係用以過濾該電漿生成空間所生成電漿之部分成分。
- 如請求項1所述之基板處理裝置，其中，該排放口係阻隔該電漿之離子成分，且使該電漿之自由基通過。
- 如請求項1所述之基板處理裝置，其中，該微電漿細胞進一步包括一旁路管線，係貫穿該電漿生成空間而連接該第一板塊與該第二板塊，用以向該處理空間傳送反應氣體。
- 如請求項1所述之基板處理裝置，其中，該微電漿細胞包括至少一用以界定該電漿生成空間之側壁，並進一步包括一用以貫穿該側壁而向該處理空間傳送反應氣體之旁路管線。
- 如請求項1所述之基板處理裝置，其中，該第二板塊上進一步設有一反應氣體管線及一供氣孔，用以對該處理空間提供未被激發的一反應氣體。
- 如請求項1所述之基板處理裝置，其中，該第一電極包括呈並列配置之二輔助電極。
- 如請求項1所述之基板處理裝置，其中，該基板處理裝置係調節該第一電壓或該第二電壓之位準，進而調節所生成該電漿之生成量。
- 如請求項1所述之基板處理裝置，其中，該陣列包括一彼此相異的第一微電漿細胞與第二微電漿細胞，該第一微電漿細胞係於第一時間生成電漿，而該第二微電漿細胞則係於與該第一時間不同的第二時間生成電漿。
- 如請求項1所述之基板處理裝置，其中，該陣列包括一彼此相異的第一、第二及第三微電漿細胞，在一第一區間，該第一及 第二微電漿細胞會生成電漿，而該第三微電漿細胞則不會生成電漿；在延續該第一區間之一第二區間，該第一及第三微電漿細胞會生成電漿，而該第二微電漿細胞則不會生成電漿。
- 如請求項9所述之基板處理裝置，其中，該第一區間及該第二區間係為交替反覆進行。
- 如請求項1所述之基板處理裝置，其中，該陣列包括交替配置之複數個第一微電漿細胞與複數個第二微電漿細胞，在一第一區間，該些第一微電漿細胞會生成電漿，而該些第二微電漿細胞則不會生成電漿；在延續該第一區間之一第二區間，該些第二微電漿細胞會生成電漿，而該些第一微電漿細胞則不會生成電漿。
- 一種基板處理方法，包括：提供一種基板處理裝置，該基板處理裝置包括：一處理空間，用以處理基板；以及一電漿生成模組，係生成用於處理該基板之一電漿；其中，該電漿生成模組係包括：複數個第一電極，係分別朝一第一方向呈並列配置；複數個第二電極，係分別朝與第一方向不同的一第二方向呈並列配置；以及一陣列，其包括複數個微電漿細胞，各該微電漿細胞分別連接該些第一電極及該些第二電極，提供一製程氣體至該些微電漿細胞，以及 提供一反應氣體至該處理空間，其中，在該些微電漿細胞中，對第一微電漿細胞提供第一大小之一第一能量，而對第二微電漿細胞則提供與該第一大小不同的第二大小之一第二能量，以使該第一微電漿細胞所生成該電漿之自由基量與該第二微電漿細胞所生成該電漿之自由基量有所不同，該微電漿細胞進一步包括一旁路管線，係用以連接一第一板塊與一第二板塊且向該處理空間傳送未經激發的該反應氣體。
- 如請求項12所述之基板處理方法，其中，對該第一微電漿細胞提供第一能量之一第一時間，與對該第二微電漿細胞提供第二能量之一第二時間係彼此不同。
- 如請求項12所述之基板處理方法，其中，該些微電漿細胞包括一第三微電漿細胞，該第三微電漿細胞在第一及第二微電漿細胞生成電漿期間，並不會生成該電漿。
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